Датчик угла поворота

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) @27630 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 12.11.71 (21) 1714593/25-28 (51) M. Кл.

Ст 01 В 1 1/26 с присоединением заявки №

Гасударственный «омнтет

Совета Мнннстров СССР оо делам нэооретеннй и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано25,06.76.Бюллетень № 23 (45) Дата опубликования on,êàíèÿ 05.07.76 (53) УДК 531.715.,2 (088.8) (72) Айторы изобретения

Л. П. Ульянов и А. К. Карелин

Центральное конструкторское бюро уникального приборостроения AH СС (71) Заявитель (54) ДАТЧИК УГ11А ПОВОРОТА

Изобретение касается контролыто-измерительной техники и может использоваться, в частности, для измерения углов поворота в раэ (ичных приборах и устройствах, где требуется малая инерционность измерителя угла с высокой разрешающей способностью и высокой линейностью преобразователя, например в крутильных вискоэиметрах.

Известен датчи.; угла поворота, содержащий коллимированный источник. света, зеркало, закрепляемое на испытуемом saлу, призму полного внутреннего отражения, фотоприемники, расположенные на выходе световых пучков из призмы, и усилитель сигналов с фотоприемников, Чувствительность известного датчика меньше одной угловой секунды,,:,иапазон измеряемых у лов + 1/6о

Известный датчик отличается нелинейностью амплитудной харак :.ристики и ограниченным диапазоном измеря мых углов„

С целью повышения линейности амплитудной характеристики датчика и расши- . рения диапазона измеряемых углов оН снабжен устанавливаемым рядом с испытуемым валом зеркальным гальванометром, который подключен к выходу усилителя и оптически связан с зеркалом и

5 прпэмойе

На чертеже изображен предлагаемый датчик.

Призма 1 полного внутреннего отраже ния через зеркальце 2, закрепляемое на

Ip;испытуемом валу 3, и зеркальце 4 зеркалт ного гальванометра 5 оптически связана с KoJIJIHt iHpoBGHlihiM источником 6 света, Рядом с призмой 1 установлены пва дифференциально включенных фотоэлемента 7

1а и 8, к их об пей нагрузке 9 подключен усилитель 10. K выходу усилителя 10 под соединена рамка 11 зеркального гальванометра 5.

Предлагаемый датчик угла поворота

20 работает следующим образом.

Световой пучок коплимированного источника 6 света отражается .от зеркаль. ца 2 на зсркальце 4, далее от зеркал ца 4 - на зеркальце 2 и. от.зеркальца 2

Я на призму 1 полного внутреннего отражд.

3 ния, В начальном (нулевом) положении зеркалец 2 H 4 луч света отражается ст граней призмы 1 обратно, и фотоэлементы 7 и 8 затемнены. При повороте зеркальца 2 в ту или иную сторону часть пучка света проходит через призму 1 на один из фотоэлементов 7 или 8. Возникающий при этом фототок создает на нагрузке 9 падение напряжения той или иной полярности, Это напряжение усиливается усилителем 1О и подается на рамку 11 зеркального гальванометра 5. При этом рамка 11 зеркального гальванометра 5 поворачивается в сторону уменьшения угла рассогласования между зеркальцами

2 и 4. При компенсации угла рассогласования угол поворота зеркальца 4 гальванометра 5 вдвое больше угла поворота зеркальца 2, ?напряжение на выходе усилителя 16 пропорционально углу поворота зеркальца 2, закрепленного на ис, пытуемом валу 3.

Фотоэлементы 7 и 8, усилитель 10 и гальванометр 5 входят в цепь обратной связи, через которую проходит сигнал отработки угла рассогласования. Угол рассогласования между зеркальцами 2 и 4 в К + 1 раз меньше угла отклонения зеркальца 2 от первоначального положения„

42.7 г 3О где К - коэффициент усиления цепи о5ратной связи, Коэффициент усиления К имеет величину порядка нескольких тысяч, поэтому .нестабильность источника света праКтически не влияет на точность измерений. Диапазон измеряемых углов определяется размерами зеркалец 2 и 4, а также расстоянием между ними и имеет величину порядка - (3 - 7 ). Линей16 ность амплитудной характеристики датчика определяется линейностью зеркального гальванометра 5.

Формула изобретения ,6 . Датчик угла поворота, содержащий

ыоллимирова источник света, зеркало, закрепляемое на испытуемом валу, призму полного вну-трепнего отражения, фотоприемники, расположенные на выходе щ световых пучков из призмы, и усилитель сигналов с фотоприемников, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения линейности амплитудной характеристики датчика и расширения диапазона измеряемых углов, он снабжен устанавливаемым рядом с испытуемым валом зеркальным гальванометром, который подключен к выходу y"èëèòåëÿ и оптически

"вязан с зеркалом и призмой.

427630

Составитель А, Лобзова

Редактор Т. Бычихииа Техред ц K0BQi(Ко рре кто р И. 1 о кс ич

Заказ 1790/259 Тираж 864 Г1с дписное

ЫНИИ1-1И Государственного ко, штета Совета Министров ССС1- по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, 1- аушская иаб., д„ 1/5

Филиал 1(11П "Патенi г. У;: город, ул, !1роектная, 4